具体描述
Open Channel Flow, 2nd edition is written for senior-level undergraduate and graduate courses on steady and unsteady open-channel flow. The book is comprised of two parts: Part I covers steady flow and Part II describes unsteady flow. The second edition features considerable emphasis on the presentation of modern methods for computer analyses; full coverage of unsteady flow; inclusion of typical computer programs; new problem sets and a complete solution manual for instructors.
好的，这是一份关于另一本图书的详细简介，内容涵盖其核心主题、研究方法、关键贡献以及预期读者群体，完全不涉及您提到的书名“Open-Channel Flow”。 --- 《河流地貌动力学：沉积物输运、河道演化与生态系统相互作用》 图书简介 本书深入探讨了河流系统的复杂性与动态性，聚焦于河流地貌的形成、维持及其对水文、沉积物和生物过程的响应机制。它不仅仅是一本关于河流形态学的教科书，更是一部将物理学原理、地质记录与现代遥感技术相结合的综合性研究专著。 第一部分：河流地貌的基本驱动力 本部分奠定了理解河流系统运作的基础。我们从水文地质学的角度出发，详细解析了降雨-产流过程、洪水频率与极端事件对河流形态的塑造作用。重点阐述了能量守恒与物质平衡在河流侵蚀、输运和沉积过程中的核心地位。 水文驱动： 探讨了气候变率如何影响河流的边界条件。内容涵盖水文统计分析、径流对侵蚀力的影响，以及如何利用水文模型来预测河流在不同气候情景下的行为模式。 基础过程： 详细分析了剪切应力、临界起动速度（Critical Shields Number）以及糙率系数（Manning's n）等关键参数如何控制底质和岸坡的移动。我们采用深入的理论推导和实地测量数据，展示了这些参数在不同尺度的河流中如何协同作用。 沉积物特性： 深入研究了不同粒径（从细粉砂到巨砾）沉积物的运动学。讨论了层流、跳跃输运（Saltation）和悬移（Suspension）机制的定量描述，并引入了新的数学模型来模拟混合底质的输运效率。 第二部分：河流通道的形态学与尺度效应 本部分将研究视角从微观过程拓展到宏观通道形态，重点关注河流在不同地理背景下所呈现的特征，并解析了这些形态是如何反馈调节水流和沉积物动力学的。 辫状河、曲流河与直流河的形态控制因素： 通过对比分析，阐明了坡度、水量、沉积物供应量和基准面变化如何决定河流是形成蜿蜒的曲流、分散的辫状系统，还是相对直线的通道。我们使用了现代碎形几何理论来量化这些形态的复杂性。 河道侧向迁移与纵向调整： 详尽考察了河岸侵蚀和堆积的过程，特别关注了牛轭湖的形成、河道摆动（Meander Migration Rate）的控制机制。在纵向演化方面，本书提供了关于阶地发育（Terrace Formation）的深入见解，解释了地壳抬升和气候驱动的基准面下降如何造成河流的垂直下切和平台暴露。 非常规河流形态： 专门开辟章节讨论了山地急流（Mountain Streams）、冰水河流（Glaciofluvial Rivers）和冲积扇的独特动力学。在山地环境中，研究重点转移到对大块物质（如泥石流和崩塌物）的快速输运能力及其对河道结构的瞬时重塑作用。 第三部分：沉积物输运与河道演化模型 本部分是本书的技术核心，旨在提供理解和预测河流长期演化的工具箱。我们着重于将物理原理转化为可操作的模型。 一维与二维输运模型： 详细介绍了Exner方程的推导及其在水沙运动平衡中的应用。我们批判性地评估了经典的一维模型（如Laursen-Cooke模型）的局限性，并重点介绍了基于网格（Grid-based）的二维输运模型（如CCHE2D或RUBICON等软件背后的理论框架），尤其是在处理复杂边界和不均匀底质时的优势。 长时间尺度的地貌反馈： 探讨了河床的长期平衡状态。通过分析地质记录中的沉积物序列，我们重构了过去数万年河流的演化路径，揭示了冰期-间冰期气候周期对河流侵蚀率的周期性影响。 人类活动的影响建模： 专门讨论了水坝建设、防洪工程、河道裁弯取直和采沙活动如何打破原有的能量-物质平衡。我们提供了一套量化评估工程干预对河流响应的敏感性分析方法。 第四部分：河流生态地貌学：水流、沉积物与生命相互作用 本书的创新之处在于将纯粹的物理过程与生物学响应紧密耦合，开创性地提出了“生态地貌耦合模型”。 生物对水流和沉积物的反馈： 研究了植被（如河岸带植物）如何通过根系加固河岸、改变水流边界条件（增加有效糙率）以及影响局部沉积物的捕获效率。我们展示了植被稀疏度和物种差异如何导致显著不同的河道宽度和纵向梯度。 栖息地结构与水流动力学： 深入分析了水流异质性（如浅滩、深潭、水下沙坝）如何控制水生生物的分布。通过高分辨率声学多普勒流速剖面仪（ADCP）数据，我们揭示了水流结构与底栖无脊椎动物群落分布之间的直接关联。 河流健康与恢复： 综合应用地貌学和生态学指标，提出了量化河流健康状态的指标体系。针对退化的河流系统，本书提供了基于过程的生态恢复策略，例如，如何通过适度的泥沙注入或河岸重构来恢复自然形态和生态功能。 目标读者与本书价值 本书面向研究生、水文学家、地质学家、土木工程师以及环境管理人员。它不仅提供了严格的理论框架和数学基础，更重要的是，它通过大量来自全球不同河流系统的案例研究，展示了如何将抽象的理论应用于解决现实世界中的水资源管理、防洪减灾和河流生态修复等复杂工程问题。本书强调跨学科合作的重要性，旨在培养新一代能够全面理解并管理河流系统的复合型专家。
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